桥梁结构耐久性设计方法研究

分析了目前桥梁结构耐久性研究中存在的问题。在比较了各国几种主要耐久性设计理论和方法的基础上,提出了一种新的耐久性设计思路和方法,即利用耐久度来衡量结构保持耐久性的能力,通过计算耐久性指标来评判某一时刻结构耐久性能否满足设计要求。该方法强调了多种因素共同作用、结构体系和构件荷载类别以及桥梁寿命周期经济性对耐久性设计的影响,具有概念明确、形式简单、便于应用等特点。     

基于断裂力学的老龄钢桥剩余寿命与使用安全评估

提出了基于断裂力学评估老龄铆接钢桥剩余寿命与使用安全的基本方法。根据铆接构件的疲劳破坏特征,建立了铆接钢桥简化断裂分析模型。鉴于简化断裂分析模型的不足,建立了铆接构件断裂分析模型,该模型可合理计入铆接构造、钉载等对疲劳裂纹扩展的影响。运用板壳断裂力学有限元程序,经计算回归得到了铆接构件断裂分析模型的几何修正因子公式。按铆接构件简化断裂力学模型和构件断裂力学模型,计算了浙江路桥主要杆件的剩余寿命,结果表明:按后者计算的剩余寿命均比前者降低约35%,可见钉载、钉孔应力集中等的影响是显著的。为保证正常使用功能,简化断裂分析模型和构件断裂分析模型的超声波探测间隔分别为4、2 a;若按保证主桁结构承载安全,则探测间隔已超过100 a,这样的探测间隔在一般情况下已无须考虑。     

桥梁颤振检验风速修正系数研究

讨论了由于脉动风的不规则性和空间相关性对大跨桥梁颤振检验风速修正系数的影响，并根据不同的地表类别，给出了桥梁颤振检验风速修正系数的计算结果。     

大跨度上承式钢管混凝土拱桥的非线性稳定分析

失稳破坏是大跨度的上承式钢管混凝土拱桥破坏的形式之一,其危害性比强度破坏更大。针对目前对上承式钢管混凝土拱桥的非线性稳定研究较少的现状,以某大桥上承式钢管混凝土拱桥为对象,研究了大跨度上承式钢管混凝土拱桥的稳定问题,建立其空间有限元模型。对该大桥成桥阶段的力学性能进行线性、非线性稳定性分析,讨论了正对称偏心与反对称偏心对稳定系数的影响,研究结果表明考虑了正对称偏心或反对称偏心后,会引起非线性稳定系数变小,该结论对今后同类桥型的设计与施工有一定的参考价值。     

宁波庆丰悬索桥抗风性能研究

采用数值计算分析和模型试验两种手段,对宁波市庆丰悬索桥成桥阶段的结构动力特性、气动稳定性、涡击振动、风荷载响应等方面进行研究,为其它类似中小跨径悬索桥的抗风性能研究提供参考。     

桁架悬索桥全桥气弹模型设计方法研究

针对大跨径桁架悬索桥全桥气弹模型风洞试验中,加劲梁外形复杂模拟难度大这一问题,提出了一种新的模型设计方法.首先,通过多种建模方法建立有限元模型,进行动力特性比较.采用单脊梁骨架模型方法模拟桁架加劲梁刚度,合理简化桁架加劲梁外形,近似模拟桁架气动力.分析桥塔、主缆、吊杆等模型设计中的各种影响因素.最后对模型进行动力特性试验验证,试验结果与理论分析接近一致.     

基于数值风洞的复杂拱桥风荷载

以某复杂钢叠合梁组合式系杆拱桥为例,建立了该桥三维空间有限元模型。基于计算流体动力学的数值模拟方法,研究了拱肋和主梁相互影响下的静气动力系数,并给出了不同构件的气动参数,最终分析得到该复杂拱桥的风荷载响应及一类稳定安全系数。     

考虑生命周期的钢筋混凝土简支梁桥耐久性设计过程

分析了现有桥梁设计理论在保证结构耐久性方面的不足,并以"全寿命设计"的思想为基础,以钢筋混凝土简支梁桥为例,对现有设计理论与方法做出了改进,提出了由确定设计使用寿命、性能设计、养护维修设计和全寿命成本分析构成的耐久性设计过程.     

优化参数型大跨径悬索桥模型修正方法研究

基于传统参数型模型修正方法,通过将悬索桥主缆划分为多段,并将每段主缆的弹性模量均作为独立的模型修正参数,提出了一种针对大跨径悬索桥有限元模型修正的改进方法——优化参数型模型修正方法。首先,根据对拟定参数的灵敏度计算选定灵敏度较大的参数;然后,进行多次有限元计算求取参数灵敏度矩阵;最后,优化参数识别条件,识别模型修正参数值。依托世界第一大跨径分体式钢箱梁悬索桥——西堠门大桥,建立桥梁结构有限元模型,并采用优化参数型方法进行模型修正。结果表明:修正所得模型各测点误差均小于5%,模型整体和局部响应与桥梁实际状态十分吻合,该方法可推广应用于大跨径悬索桥的模型修正。     

基于分项安全系数的混凝土桥梁耐久性设计方法研究

从现有的混凝土结构耐久性研究成果出发,以实现混凝土桥梁设计使用寿命作为耐久性设计的目标,结合混凝土桥梁的结构设计特点,提出了一套实用耐久性设计方法.通过相关内容的文献收集、整理及结果分析,确定了引起结构性能退化的主要耐久性作用及其极限状态,系统总结了现有耐久性设计理论和方法,提出了基于分项安全系数的耐久性设计理论和设计方法,将环境作用的影响作为荷载,采用结构设计规范常用的荷载与抗力的关系式,引入分项安全系数,针对影响混凝土桥梁耐久性能的主要环境作用建立了对应的极限状态方程,进行耐久性极限状态的验算,并详细论述了相关安全参数的意义和取值范围.最后以碳化作用为例进行了耐久性验算.